Single-cell genomics and regulatory networks for 388 human brains

Abstract Single-cell genomics is a powerful tool for studying heterogeneous tissues such as the brain. Yet, little is understood about how genetic variants influence cell-level gene expression. Addressing this, we uniformly processed single-nuclei, multi-omics datasets into a resource comprising &gt;2.8M nuclei from the prefrontal cortex across 388 individuals. For 28 cell types, we assessed population-level variation in expression and chromatin across gene families and drug targets. We identified &gt;550K cell-type-specific regulatory elements and &gt;1.4M single-cell expression-quantitative-trait loci, which we used to build cell-type regulatory and cell-to-cell communication networks. These networks manifest cellular changes in aging and neuropsychiatric disorders. We further constructed an integrative model accurately imputing single-cell expression and simulating perturbations; the model prioritized ∼250 disease-risk genes and drug targets with associated cell types.Summary Figure <jats:fig id="ufig1" position="float" orientation="portrait" fig-type="figure"><jats:graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="585576v2_ufig1" position="float" orientation="portrait" /></jats:fig>.

Medienart:

Preprint

Erscheinungsjahr:

2024

Erschienen:

2024

Enthalten in:

bioRxiv.org - (2024) vom: 03. Apr. Zur Gesamtaufnahme - year:2024

Sprache:

Englisch

Beteiligte Personen:

Emani, Prashant S. [VerfasserIn]
Liu, Jason J. [VerfasserIn]
Clarke, Declan [VerfasserIn]
Jensen, Matthew [VerfasserIn]
Warrell, Jonathan [VerfasserIn]
Gupta, Chirag [VerfasserIn]
Meng, Ran [VerfasserIn]
Lee, Che Yu [VerfasserIn]
Xu, Siwei [VerfasserIn]
Dursun, Cagatay [VerfasserIn]
Lou, Shaoke [VerfasserIn]
Chen, Yuhang [VerfasserIn]
Chu, Zhiyuan [VerfasserIn]
Galeev, Timur [VerfasserIn]
Hwang, Ahyeon [VerfasserIn]
Li, Yunyang [VerfasserIn]
Ni, Pengyu [VerfasserIn]
Zhou, Xiao [VerfasserIn]
Bakken, Trygve E. [VerfasserIn]
Bendl, Jaroslav [VerfasserIn]
Bicks, Lucy [VerfasserIn]
Chatterjee, Tanima [VerfasserIn]
Cheng, Lijun [VerfasserIn]
Cheng, Yuyan [VerfasserIn]
Dai, Yi [VerfasserIn]
Duan, Ziheng [VerfasserIn]
Flaherty, Mary [VerfasserIn]
Fullard, John F. [VerfasserIn]
Gancz, Michael [VerfasserIn]
Garrido-Martín, Diego [VerfasserIn]
Gaynor-Gillett, Sophia [VerfasserIn]
Grundman, Jennifer [VerfasserIn]
Hawken, Natalie [VerfasserIn]
Henry, Ella [VerfasserIn]
Hoffman, Gabriel E. [VerfasserIn]
Huang, Ao [VerfasserIn]
Jiang, Yunzhe [VerfasserIn]
Jin, Ting [VerfasserIn]
Jorstad, Nikolas L. [VerfasserIn]
Kawaguchi, Riki [VerfasserIn]
Khullar, Saniya [VerfasserIn]
Liu, Jianyin [VerfasserIn]
Liu, Junhao [VerfasserIn]
Liu, Shuang [VerfasserIn]
Ma, Shaojie [VerfasserIn]
Margolis, Michael [VerfasserIn]
Mazariegos, Samantha [VerfasserIn]
Moore, Jill [VerfasserIn]
Moran, Jennifer R. [VerfasserIn]
Nguyen, Eric [VerfasserIn]
Phalke, Nishigandha [VerfasserIn]
Pjanic, Milos [VerfasserIn]
Pratt, Henry [VerfasserIn]
Quintero, Diana [VerfasserIn]
Rajagopalan, Ananya S. [VerfasserIn]
Riesenmy, Tiernon R. [VerfasserIn]
Shedd, Nicole [VerfasserIn]
Shi, Manman [VerfasserIn]
Spector, Megan [VerfasserIn]
Terwilliger, Rosemarie [VerfasserIn]
Travaglini, Kyle J. [VerfasserIn]
Wamsley, Brie [VerfasserIn]
Wang, Gaoyuan [VerfasserIn]
Xia, Yan [VerfasserIn]
Xiao, Shaohua [VerfasserIn]
Yang, Andrew C. [VerfasserIn]
Zheng, Suchen [VerfasserIn]
Gandal, Michael J. [VerfasserIn]
Lee, Donghoon [VerfasserIn]
Lein, Ed S. [VerfasserIn]
Roussos, Panos [VerfasserIn]
Sestan, Nenad [VerfasserIn]
Weng, Zhiping [VerfasserIn]
White, Kevin P. [VerfasserIn]
Won, Hyejung [VerfasserIn]
Girgenti, Matthew J. [VerfasserIn]
Zhang, Jing [VerfasserIn]
Wang, Daifeng [VerfasserIn]
Geschwind, Daniel [VerfasserIn]
Gerstein, Mark [VerfasserIn]

Links:

Volltext [kostenfrei]

Themen:

570
Biology

doi:

10.1101/2024.03.18.585576

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Förderinstitution / Projekttitel:

PPN (Katalog-ID):

XBI04297402X